מחקרים חדשים מגלים ששיעור הפוריות הדרוש לקיום אוכלוסייה גבוה בהרבה מפעם אחת, במיוחד כאשר יחסי מין או שיעורי התמותה משתנים. זה מעלה שאלות חשובות עבור חברות אנושיות ומינים בסכנת הכחדה.
מחקר: פוריות סף להימנעות מהכחדה בתנאים קריטיים. קרדיט תמונה: Sogane / Shutterstock
במאמר שפורסם לאחרונה בכתב העת Plos Oneהחוקרים בדקו את שיעור הפוריות המינימלי הנדרש כדי למנוע הכחדה של אוכלוסייה המתרבה מינית, מה שמסביר את הרעיון של סטוכסטיות דמוגרפית, המוגדרת כתנודות אקראיות בהישרדות ובהתרבות.
ממצאיהם מצביעים על כך שפוריות סף ההכחדה גבוהה משמעותית מרמת ההחלפה המקובלת, המוערכת בדרך כלל כ- 2.1. בתנאי מודל בהנחה שלא תמותה ויחס מין מאוזן, נשים עשויות להיות צריכות להיות בממוצע 2.7 ילדים כל אחד כדי להימנע מהכחדה. עם זאת, סף זה מצטמצם במקום בו האוכלוסייה מראה יחס מין המוטה כלפי ילדים, גורם שעשוי לעזור להסביר עלייה נצפית בלידות נשים בתנאים מלחיצים.
רֶקַע
עם מדינות מפותחות רבות שחורות משברי פוריות, שיעורי הפוריות הכוללים (TFR) יורדים הרבה מתחת לפוריות הרמת ההחלפה הקונבנציונאלית (RLF) של 2.1 ילדים לאישה.
נכון לעכשיו, כשני שליש מהאוכלוסייה העולמית מתגוררת באזורים עם פוריות החלפת משנה, כאשר מדינות כמו יפן ודרום קוריאה מראות ירידות קיצוניות. ביפן, למשל, האוכלוסייה עשויה להתכווץ ב -31% לדור אם שיעורי הפוריות הנוכחיים נמשכים.
ה- RLF מבוסס על שיעורי מוות נמוכים, יחס מין מאוזן בלידה וגדלי אוכלוסייה גדולים, כאשר וריאציות מקריות בלידות ובלידות בודדות (סטוכסטיות דמוגרפית) זניחות.
עם זאת, באוכלוסיות קטנות או בירידות, סטוכסטיות כזו הופכת להיות קריטית. אירועים כמו יחסי מין מוטה או תמותה בילדות יכולים להשפיע באופן משמעותי על קיימות האוכלוסייה, מה שעלול להגדיל את ה- RLF האמיתי מעבר ל -2.1.
מחקרים אקולוגיים ודמוגרפיים קודמים מראים כי תנודות אקראיות יכולות להעלות את הסף להישרדות האוכלוסייה. יתר על כן, חוסר התאמה ביחס המין יכול להוביל לפחות זוגות הזדווגות, ולהחריף את הירידה.
עבור אוכלוסיות עם שיעורי הישרדות נמוכים או יחסי מין לא מאוזנים, RLF גבוה בהרבה מ- 2.1 – לפעמים מעל 3.0 – עשוי להיות נחוץ כדי למנוע הכחדה. לפיכך, הערכות RLF מסורתיות עשויות לזלזל בפוריות בפועל הנדרשת לשמירה על יציבות האוכלוסייה בחברות מודרניות ופוריות.
על המחקר
החוקרים עיצבו אוכלוסייה המתרבה מינית עם דורות שאינם חופפים, תוך התמקדות בהסתברות ההכחדה של שושלת שמקורה נקבה יחידה.
ארבעה רכיבי מפתח שולבו במודל. הראשון היה שיעור הפוריות; מספר הילדים לנקבה הונח כי הוא עוקב אחר התפלגות פויסון, המייצג שונות אקראית אך מתקבלת על הדעת בלידות. זה איפשר התפשטות ריאליסטית במספרים של צאצאים, כולל סיכוי לא טריוויאלי שאין לו ילדים.
כדי לדגמן את יחס המין, מין צאצאים הוקצה באמצעות התפלגות בינומית, שם לכל צאצאים הייתה הסתברות ר ' להיות זכר ו (1–ר ') להיות נקבה. זה שיקף את השונות הטבעית במין בלידה ואיפשר למחקר לחקור את ההשפעה של יחסי מין מוטה.
כדי לדגמן שיעורי תמותה, החוקרים הניחו שלילדים גברים ונשים יש הסתברויות נפרדות למות לפני שהם מגיעים לגיל הרבייה, מה שמסביר את שיעורי התמותה השונים.
במודל נכללו גם מעקב שושלת והערכת הכחדה. תהליך הסתעפות שימש כדי לדמות רבייה לאורך דורות. אם דור כלשהו לא מצליח לייצר את שני המינים, השושלת נחשבת נכחדת. תהליך זה חזר פעמים רבות באמצעות סימולציות, והסתברויות ההכחדה נגזרו גם באופן אנליטי באמצעות יחסי הישנות.
לא נעשה שימוש בדגימות ביולוגיות בחיים האמיתיים; המחקר היה תיאורטי וחישובי גרידא, והסתמך על התפלגויות הסתברות מבוססות ותהליכים סטוכסטיים כדי לדגמן את הדינמיקה של האוכלוסייה תחת אי וודאות דמוגרפית.
ממצאים
המחקר ניתח כיצד הסיכון להכחדת אוכלוסייה משתנה עם שיעורי הפוריות, שיעורי התמותה ויחס מין. הוא מצא כי יחס מין מוטה נקבה מצמצם משמעותית את ההסתברות להכחדה.
שיעור הפוריות הקריטי (RLF) – הסף שמתחתיו ההכחדה בטוח – היה גדול מה- RLF הרגיל של 2.1. לדוגמה, עם יחס מין שווה וללא תמותה, הפוריות הקריטית הייתה בערך 2.7.
הדמיות הראו כי אוכלוסיות עם פוריות תת -קריטית (מתחת לערך הקריטי) כמעט תמיד נכחדו תוך 20 דורות, אם כי כמה אוכלוסיות נדירות שרדו והמשיכו לצמוח.
עם התקדמות הדורות, שיעור האוכלוסיות שנכחדו התקרב ל 100%, במיוחד לשיעורי פוריות נמוכים יותר. הסיכון להכחדה היה מעט נמוך יותר עבור אוכלוסיות מוטה.
היסטוגרמות של משך ההישרדות אישרו כי מרבית האוכלוסיות מתו במהירות, בדרך כלל בתוך חמישה דורות, אם כי כמה מקרים נדירים נמשכו זמן רב יותר, במיוחד כאשר הפוריות הייתה קרוב לערך הקריטי. ממצאים אלה מדגישים את סיכון ההכחדה הגבוה לאוכלוסיות קטנות, גם אם הפוריות הממוצעת היא מעל ה- RLF, בגלל תנודות אקראיות במספר הלידה.
מסקנות
מחקר זה בדק כיצד אקראיות דמוגרפית משפיעה על הישרדותן של אוכלוסיות קטנות. זה פשט הנחות כמו דורות שאינם חופפים ושיעור פוריות קבוע באמצעות חלוקת פויסון.
למרות אלה, התובנה העיקרית נותרה חזקה: אוכלוסיות יכולות להיכחד גם אם הן עומדות ב- RLF הסטנדרטי של 2.1, במיוחד כאשר הן קטנות בגודל. התוצאות מראות כי הכחדה כמעט בטוחה לרמות פוריות תת -קריטיות, כאשר רק חריגים נדירים שורדים. זה מדגיש סיכון לאוכלוסיות קטנות או בסכנת הכחדה ומציע כי שושלות משפחתיות רבות עשויות להיות סבירות סטטיסטית להיכחד עם הזמן.
יחס מין מוטה נקבה יכול לעזור להפחית סיכון זה, מה שמרמז כי הטיות כאלה שנראות תחת לחץ עשויות לשרת תפקיד אדפטיבי בשיפור ההישרדות. זה נצפה אצל בני אדם וגם ביונקים אחרים
